[发明专利]一种贴壁球磨方法及其装置

说明书

本发明公开一种贴壁球磨方法及其装置，包括电机、振动台和球磨罐，所述电机与振动台之间采用传动软轴连接，将球磨罐以卧式对称的放置在振动台的左右两侧，球磨罐侧壁平行于振动台凹槽底部，通过计算确定振动台发生共振时的电机的共振点转速n0，围绕该共振点转速n0在其前后分别选取几个启动转速，在这些启动转速附近适当延长停留时间，以促使磨球积累足够高的动能，从而有利于磨球贴壁运动的实现。利用贴壁球磨方法，有利于磨细样品，有利于扩展球磨罐和磨球能采用的材质范围，还有利于与其他能量类型的耦合，实现更高能的球磨，大大缩短球磨时间和减少污染。

技术领域

本发明属于粉末加工技术领域，具体涉及一种贴壁球磨方法及其装置。

背景技术

用球磨进行粉末样品加工是常用的方法，粉末颗粒经压延、压合、碾碎、再压合的反复过程，可以使粉末晶粒及颗粒尺寸不断细化，最后可以获得组织和成分分布均匀的粉末。除了使得粉末细化之外，球磨还可以用来引入位错和空位等缺陷；可以使得不同样品发生反应，如将两种金属进行机械合金化，或将非金属与金属进行反应球磨（如Mg+2B=MgB2）；可以在一定气氛下进行球磨以达到表面改性，如金属粉在氨气下球磨；球磨能量高时，还可以用来制备非平衡的样品，如非平衡的过饱和固溶体。

传统的球磨方式主要包括行星球磨，振动球磨，和搅拌球磨三种。振动球磨方式是应用较多的球磨方式，主要优点在于：粉末加工量大，操作工艺方便，设备成本低，球磨能量较高，容易实现技术改进。但是存在以下缺点，由于磨球之间、磨球与球磨罐内壁之间频繁发生较高能量的碰撞，所以球磨罐和磨球通常采用非脆性材料，如不锈钢、硬质合金、尼龙等，这会导致在加工金属基样品的时，尤其是加工铝合金等粘性较高的金属基样品时，样品与球磨罐内壁、磨球非常容易发生粘连，致使加工效果只发生在样品表面，样品均匀度很差。另外如果采用球磨罐内部带有电极棒的辅助球磨时，由于磨球运动轨迹杂乱，磨球会与位于罐体中间的电极棒发生频繁撞击，导致电极棒使用寿命很短。

发明内容

本发明针对上述背景技术中存在的技术问题，提供一种贴壁球磨方法及其装置。

首先，本发明提出一种磨球贴住球磨罐内壁做高速圆周运动的贴壁球磨方法，包括以下步骤：

1）安装球磨装置，包括电机、振动台和球磨罐，所述电机与振动台之间采用传动软轴连接，在球磨罐中装入磨球和待处理粉末，安装好球磨罐的盖板，将球磨罐对称的放置在振动台的左右两侧，并以卧式固定在振动台上，保持振动台水平；

2）通过计算确定振动台发生共振时电机的共振点转速n0，在共振点转速n0的前后分别选取多个启动转速，调节电机按照预设的启动方式进行启动，先调节电机快速运转到小于共振点转速n0的启动转速，并延长停留时间，磨球集聚能量，然后电机快速运转到大于共振点转速n0的启动转速，并延长停留时间，最后电机逐步提速到稳态转速n1，实现磨球贴住球磨罐内壁做高速圆周运动。

进一步的，所述步骤2）中，在共振点转速n0的前后分别选取第一启动转速n2和第二启动转速n3，其中n2n0n3，n2=(n0-300，n0)，n3=(n0，n0+300)，n0、n2和n3的单位为r/min；启动电机时，先调节电机转速快速运转到第一启动转速n2，并保持T1时间，T1为5-10s，然后调节电机转速快速运转到第二启动转速n3，并保持T2时间，T2为5-10s，最后逐步提速到稳态转速n1，n1=(n3，n3+500)。

进一步的，所述步骤2）中，在共振点转速n0的前后分别选取第一启动转速n2、第二启动转速n3和第三启动转速n4，其中n2 n3n0n4，n2=(n3-200，n3)，n3=(n0-200，n0),n4=(n0，n0+300)，n0、n2、n3和n4的单位为r/min；电机启动方式为，先调节电机转速快速运转到第一启动转速n2，并保持T1时间，T1为3-8s，然后调节电机转速快速运转到第二启动转速n3，并保持T2时间，T2为3-8s，再调节电机转速快速运转到第三启动转速n4，最后在T3时间内逐步提速到到稳态转速n1，T3为5-10s，n1=(n4，n4+500)。